• 제목/요약/키워드: 계통적 다양도

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큰가시고기 배우자의 미세구조 (Ultrastructure of Gametes in the Three-spine stickleback, Gasterosteus aculeatus aculeatus)

  • 등영건;김동희;류동석
    • Applied Microscopy
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    • 제29권2호
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    • pp.177-187
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    • 1999
  • 큰가시고기 (Gasterosteus aculeatus aculeatus)는 산란기에 해수에서 담수로 이동하는 습성을 가지고 있기 때문에 일반 어류와 배우자의 구조는 서로 다를 것으로 생각되어 광학현미경, 투과전자현미경 및 주사전자현미경을 이용하여 배우자의 미세구조, 첨체 및 난문의 유무, 난문의 미세구조, 난막의 외부 및 내부형태와 부속구조물의 형태를 관찰하고, 만일 정자에 첨체가 없고 난문을 보유하고 있다면 인공수정을 통해 정자가 난문을 통해 수정하는지를 확인하고, 전기영동을 통하여 수정란 난막의 단백질 조성을 밝힘으로서 계통분류학적 기초자료를 제시하고자 하였다. 난자는 구형의 침성란으로 난자끼리는 서로 부착성이었으나 산란상에는 비부착성이었고 난황방 중심부에는 크기가 다양한 유적들이 분포하고 있었다. 난막의 표면은 갓이 둥근 버섯모양의 구조물들과 porecanal들이 분포하고 있었고 동물극쪽에는 정자의 통로인 난문이 위치하고 있었다. 난막은 3층으로, 전자밀도가 높은 외층, 내층보다 폭이 넓은 층상구조로 두 층으로 구성된 중층 및 전자밀도가 낮은 층으로 나뉘어진 $16\sim20$층의 층상 구조인 내층으로 구성되어 있었다. 수정란 난막은 $14\sim205kDa$인 단백질들로 구성되어 있었는데 주요 단백질의 분자량은 19.4 kDa, 36.7 kDa, 39.4 kDa, 42.9 kDa, 46.1 kDa및 53.0kDa이었다. 정자의 두부는 구형이었고 두부 내에는 첨체는 없었다. 중편은 편모와 분리되어 있었고 세포질이 꼬리의 미부쪽으로 매우 신장된 형태였으며 중편 내에는 미토콘드리아가 $7\sim8$줄로 $1\sim3$층으로 배열하고 있었다. 또한 편모에는 lateral fins를 보유하고 있었으며 편모의 단면은 전형적인 9+2의 축사구조를 하고 있었다. 이상과 같은 큰가시고기의 난자와 정자의 미세구조적 특징은 큰가시고기만이 보유하고 있는 특성으로 종을 분류하는데 기준이 되는 형태학적 분류형질로 사용될 수 있고, 초기발생과정을 연구하는데 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

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SSR Marker를 이용한 감귤속 품종 및 유전자원에 대한 DNA Profile Data Base 구축 (A Database of Simple Sequence Repeat (SSR) Marker-Based DNA Profiles of Citrus and Related Cultivars and Germplasm)

  • 홍지화;채치원;최근진;권용삼
    • 원예과학기술지
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    • 제34권1호
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    • pp.142-153
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    • 2016
  • 국내외에서 재배되고 있는 감귤속 식물 108 품종 및 유전자원과 SSR 마커를 활용하여 유전적 유사도 분석을 통한 품종식별력 검정 등에 대한 연구를 수행하였다. 감귤 8품종을 203개의 SSR 마커로 검정하여 반복 재현성이 높은 뿐만 아니라 다형성 정도가 높은 18개를 선정하였다. 이들 마커와 국내외에서 재배되고 있는 감귤 108품종을 검정하였을 때 마커당 평균 대립유전자수는 9.28개로 나타났고, 5-14개까지 다양한 분포를 나타내었다. PIC 값은 분자표지에 따라 0.417-0.791 범위에 속하였으며 평균값은 0.606으로 나타났다. 감귤류 108품종에 대하여 계통도를 작성하였을 때 감귤류 식물의 분류학적 특성 및 품종 육성의 계보도에 따라 13개의 그룹으로 크게 나누어졌다. 감귤류 식물 품종중 오렌지나 온주 밀감의 경우 대부분의 품종이 SSR 마커의 유전자형에 의해 구분이 되지 않은 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발된 감귤속 식물의 품종별 SSR DNA 프로파일 데이터베이스는 감귤속 식물의 유전자원 특성평가와 육종가의 지식재산권 보호의 수단으로 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

동물플랑크톤 연구에 있어 DNA 분석 기법의 활용 방법과 과제: 개체 동정에서 군집 분석, 생물학적 상호작용 분석까지 (Review and Suggestions for Applying DNA Sequencing to Zooplankton Researches: from Taxonomic Approaches to Biological Interaction Analysis)

  • 오혜지;채연지;최예림;구도영;허유지;곽인실;조현빈;박영석;장광현;김현우
    • 생태와환경
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    • 제54권3호
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    • pp.156-169
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    • 2021
  • 동물플랑크톤 군집 연구에 DNA 바코딩과 같은 DNA 분석 기법의 적용은 분류형태학을 기반으로 하는 전통적인 종동정 시 발생할 수 있는 문제(e.g. 개체의 표현형 가소성에 의한 오동정, 유사종 및 자매종, 유생 시기의 종 동정의 어려움)를 보완할 수 있다. 최근 DNA 시퀀싱 기술의 발전으로 다양한 수생태계의 동물플랑크톤 군집은 물론, 육안 및 현미경을 통해 구분하는 데 한계가 있는 동물플랑크톤의 위 내용물에 대한 DNA 기반 군집 분석 또한 가능하게 되었으며, 이는 동물플랑크톤의 섭식 먹이원 분석을 통한 생물학적 상호작용을 이해를 돕는다. 본 논문은 동물플랑크톤 연구에 DNA 분석 기법이 활용된 사례(e.g. DNA 바코딩을 이용한 계통분류학적 연구, 메타바코딩을 이용한 군집 분석, 위 내용물 분석)를 소개하고 분석 방법을 요약하여, 최종적으로 향후 이를 활용하고자 하는 연구자들에게 연구 접근성을 높일 수 있도록 방법론적인 기초 지식을 제공하고자 하였다.

동일한 속 원핵생물들의 보존 유전자와 대사경로 (Conserved Genes and Metabolic Pathways in Prokaryotes of the Same Genus)

  • 이동근;이상현
    • 생명과학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.123-128
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    • 2019
  • 원핵생물 분류의 기본단위인 종(species)의 동정에 16S rDNA가 사용되지만 한계가 있고 원핵생물의 속(genus)에 대한 연구가 많지 않다. 본 연구에서는 보존 유전자를 확보한 COG database와 대사경로를 확보한 MetaCyc database에 공통적인 원핵생물 중 속이 같고 종이 다른 13개 속 28개의 원핵생물을 대상으로 속 수준에서 연구하였다. 전체 유전자에서 core-genome인 속 보존 유전자의 비율은 최저 27.62%(Nostoc 속)에서 71.76%(Spiribacter 속)의 범위로 평균 46.72%였다. 각 원핵생물에서 core-genome의 비율이 낮으면 특이한 생명현상을 보이거나 서식지가 다양할 수 있을 것이다. 속 수준의 공통 대사경로의 비율은 최저 58.79%(Clostridium 속)에서 최대 96.31%(Mycoplasma 속), 평균 75.86%로 core-genome의 비율보다 높았다. 비교대상을 확장하면 속 특이 보존 유전자와 대사경로는 확인할 수 없었다. 보존 유전자와 대사경로 보유 계통수에서는 대체로 같은 속의 구성원들이 가장 인접하였으며, Bacillus속과 Clostridium 속이 그룹을 형성하였고, 고세균끼리 그룹을 형성하였다. 보존 유전자 보유계통수에서는 Acidobacteria, Cyanobacteria, Proteobacteria 문(phylum)의 Granulicella, Nostoc, Bradyrhizobium의 3개 속이 하나의 그룹을 형성하였다. 본 연구 결과는 (i) 각 계통 단계에서 보존유전자와 대사경로의 확인, (ii) 수평적 유전자 전달 또는 부위 지정 돌연변이를 통한 균주의 개선 등의 분야에 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

함정 통합기관제어체계의 제어로직 검증을 위한 연동신호 시뮬레이터 개발 (Development of Interlocking Signal Simulator for Verification of Naval Warship Engineering Control Logics)

  • 이헌석;손나영;심재순;오진석
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제25권8호
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    • pp.1103-1109
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    • 2021
  • 통합기관제어체계(ECS)는 함정의 추진체계 전반을 제어하고 감시함으로써 함정이 안정적으로 임무를 수행할 수 있도록 하는 제어장비이다. 최근 함정의 요구성능 및 임무가 다양해짐에 따라 함정 추진체계는 과거에 비해 구성 및 제어가 복잡해지고 있다. 복잡해지고 있는 추진체계 구성에 맞춰 운용자 입장에서 편리하고 안정적인 추진체계 제어를 위해 함정의 ECS의 자동제어 기능의 요구가 증가하고 있다. 이에 따라 ECS의 안정서 및 신뢰성에 대한 검증이 요구되고 있다. 본 논문에서는 CODLOG 추진체계를 갖는 함정을 대상으로 ECS 제어로직 및 통신 프로토콜 검증을 위한 연동신호 시뮬레이터를 개발한다. 개발한 연동신호 시뮬레이터는 가스터빈, 추진전동기, 디젤발전기 외 11종의 보조기기 계통의 신호를 시뮬레이션 가능하도록 구현하였다. 개발한 연동신호 시뮬레이터는 ECS의 함 탑재이전 공작수락시험(FAT) 단계에서 ECS 콘솔과 연동하여 ECS의 통신 프로그램 및 I/O 신호의 정적 시험을 통해 ECS의 신뢰성을 검증하였다.

AFLPs에 의한 Aegilops의 계통발생학적 재평가 (Application of AFLPs to Phylogenetic Analysis of Aegilops)

  • 박용진;심재욱
    • 한국작물학회지
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    • 제42권6호
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    • pp.790-799
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    • 1997
  • 각 게놈형간의 근연관계 및 배수체종의 게놈분석에 관한 새로운 접근을 시도하고자, Aegilops 19종 및 재배밀(T. aestivum)을 공시하여 AFLP 분석을 실시하여 얻은 결과는 다음과 같다. 1. AFLPs를 이용한 Aegilops종들간 근연관계를 분석한 결과, 7개의 primer 조합에서 총 207개의 다형 band를 조사하였으며 조합당 평균 다형 band수는 29.8개 이었다. 2. 각 게놈간 유연관계로 보아 Ae. heldreichii ($M^h$) 는 Ae. comosa (M)와 Ae. uniaristate(N)의 중간위치의 게놈으로 나타났고, UM게놈을 가진 4배체종의 M게놈 공여종으로 판단되었다. 그리고 Ae. squarrosa는 재배밀의 D게놈 공여종임을 확인하였다. 3. 6배체성 Ae. triaristate(UMN)는 4배체성 Ae. triaristate(UM)보다는 Ae. columnaris(UM)와 더 근연인 것으로 나타났다. 그리고 Ae. ventricosa(DN)은 U게놈이 N게놈보다 더 근연인 것으로 나타났다. 4. AFLPs에 의한 군집형성은 5개의 군집으로 구분되었고 이는 기본적으로 Gihara의 Section군과 일치하였고, 다양성분석, 게놈분석 등에 보다 효율적인 것으로 평가되었다.

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Exploring the role and characterization of Burkholderia cepacia CD2: a promising eco-friendly microbial fertilizer isolated from long-term chemical fertilizer-free soil

  • HyunWoo Son;Justina Klingaite;Sihyun Park;Jae-Ho Shin
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제66권
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    • pp.394-403
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    • 2023
  • 지속 가능하고 친환경적인 농업 관행을 추구하기 위해 우리는 40년이 넘는 장기간 동안 화학 비료를 사용하지 않은 토양에 서식하는 근권 박테리아에 대한 광범위한 연구를 수행하였다. 이번 조사를 통해 식물생장촉진 근권박테리아 총 80종을 분리하고 이들의 식물생장 증진 가능성을 평가했다. 이러한 분리균중에서 Burkholderia cepacia CD2는 가장 우수한 식물 성장촉진 활성과 생장능을 나타내어 추가 분석을 위한 최적의 후보균주로 선정되었다. Burkholderia cepacia CD2는 인 가용화 능력, 사이드로포어 생산, 탈질화 능력, 아질산 이온 활용능력 및 요소분해효소 활성을 포함하여 식물 성장에 도움이 되는 다양한 유익한 특성을 나타내었다. 이러한 특성은 식물의 성장과 발달에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 잘 알려져 있다. 균주의 분류학적 분류를 검증하기 위해 16S rRNA 유전자 서열분석을 통해 Burkholderia 속 내 위치를 확인하여 계통발생 관계에 대한 추가 통찰력을 제공하였다. 식물 생장 촉진 특성의 기본 메커니즘을 더 깊이 조사하기 위해 우리는 CD2에서 식물 생장촉진과 관련된 특정 유전자의 존재를 확인하려고 하였다. 이를 달성하기 위해 옥스포드 나노포어를 활용하여 전장 유전체 시퀀싱을 수행하였다. CD2 게놈에 대한 전장유전체 분석을 통해 식물 생장 개선에 중추적 요인으로 생각되는 하위 시스템 기능을 확인하였다. 이러한 발견을 바탕으로 Burkholderia cepacia CD2는 미생물 비료로 작용하여 화학 비료에 대한 지속 가능한 대안을 제공할 수 있는 잠재력을 가지고 있다는 결론을 내릴수 있다.

모시잎의 항산화 효과 및 암세포주에 대한 세포 독성 (Antioxidant Activities and Cell Viability against Cancer Cells of Adenophora remotiflora Leaves)

  • 김인숙;박권삼;유현희;신미경
    • 동아시아식생활학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.384-394
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    • 2009
  • 본 연구는 모시잎의 핵산 분획물, 에틸아세테이트 분획물, 메탄올 분획물, 물 추출물에 대해 항산화성 효과와 BNLcl2 cell(인체 정상 간세포)의 세포독성 실험, A549 cell(폐암세포 주)와 Hep G2 cell(간암세포주)에 대한 항암성을 탐색한 결과는 다음과 같다. 모시잎의 각 용매별 분획물 시료를 DPPHradical 소거능으로 항산화 효과를 검토한 결과, $SC_{50}$이 메탄올 분획물, 물 추출물, BHT가 각각 47.5 ${\mu}g$/mL, 74.6 ${\mu}g$/mL, 102.2 ${\mu}g$/mL로 나타나, 이들 모시잎 분획물은 합성항산화제인 BHT보다 항산화 활성이 높음을 알 수 있었다. 또한, 헤모 글로빈 유도 linoleic acid의 산화 억제 활성을 측정한 결과에서도 메탄올 분획물과 물 추출물에서 $IC_{50}$이 메탄올 분획물, 물 분획물 120.8 ${\mu}g$/mL, 135.6 ${\mu}g$/mL로 BHT의 150.2 ${\mu}g$/mL보다 낮아 항산화 효과가 높았다. BNLcl2 cell(인체 정상 간세포)에서 대조군에 대한 모시잎의 용매 분획별, 농도별(1, 5, 10, 25, 50, 100, 250, 500, 1,000, 2,000 ${\mu}g$/mL)로 처리한 실험군의 세포 생존율의 저하를 알아본 결과, 물 분획물은 모든 농도에서 대조군에 비해 유의적인 생존율의 저하는 없었으나, 핵산, 에틸아세테이트, 메탄올 분획물은 1,000 ${\mu}g$/mL 이상에서 대조군에 비해 유의적(p<0.01~p<0.001)인 생존율의 저하가 있어 세포독성이 있는 것으로 나타났다. 항암 활성은 A549 cell 폐암세포주에 대해 메탄올 분획물이 다른 분획물에 비해 폐암세포주 생존율을 억제시켜 500 ${\mu}g$/mL에서 대조군보다 생존율이 46%까지 낮아졌다. Hep G2 cell 간암 세포주에 대한 항암 활성이 A549 cell보다 높았으며, Hep G2 cell에 대한 항암 활성은 500 ${\mu}g$/mL에서 메탄올 분획물은 28%까지 생졸이 낮았으며, 에틸아세테이트 분획물 30%, 물 추출물 36%, 핵산 분획물 52% 순이었다. 따라서 본 실험의 결과에 비추어 볼 때 모시잎은 산화와 변질의 원인이 되는 항산화 효과뿐만 아니라 폐암과 간암 세포의 성장을 저해하는 효과가 있었다. 총 폴리페놀 함량을 측정한 결과, 메탄올 분획물과 물 분획물에서 함량이 높아 항산화 활성과 폐암 세포의 성장 저해 물질은 폴리페놀 계통일 것으로 생각되며, 간암 세포 성장 저해는 전체 유기 용매 분획물에 효과가 나타난 것으로 보아 폴리페놀 계통 외에 다른 생리활성 물질이 있을 것으로 보여, 이들 물질에 대한 추후 연구가 요구되며, 앞으로 식품뿐만 아니라 의약품의 원료 및 첨가물 등 다양한 제품에 이용할 수 있을 것으로 보인다.

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한국과 중국 길림성 재래종 들깨의 작물학적 특성 비교 (Comparison of the Agronomic Characteristics of Perilla (Perilla ocimoides L.) Collected from Korean and Chinese Jilim Province)

  • 김인재;김민자;이철희;윤태;박성규;이우영;남상영
    • 한국자원식물학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.179-185
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    • 2005
  • 들깨 유전자원을 평가하여 품종육성을 위한 기초 자료를 제공하고자 국내 85점, 중국 길림성 5점을 수집 2001년에 충북농업기술원에서 재배하고, 작물학적 특성을 조사 비교하였다. 국내 들깨 수집종 85점은 조생종이 19개로 전체의 $23\%$, 중생종이 57개로 $67\%$, 만생종이 9개로 $10\%$였는데, 조생종은 주로 중북부지역 수집종이었고, 만생종은 주로 남부평야 지역에서 수집된 것들이었으며, 중생종은 전국적으로 고르게 분포되었으나, 중국 길림성 수집종은 모두 조생종이었다. 1,000립중은 국내 수집종에서는 평균 2.79이었는데, 경남 함양종이 3.9g으로 가장 무거웠으며, 강원 평창종은 1.7g으로 극소립종이었고, 대부분 중${\cdot}$소립종이었다. 입중이 무거울수록 만생종인 경향이었다. 중국 수집종은 평균 2.6g이었으며, $2.2\~3.1g$으로 국내 수집종에 비하여 립중이 다양하지 않았다. 종피색은 국내 수집종의 암갈색이 $30\%$, 갈색이 $55\%$ 그리고 회갈색이 $6\%$로 갈색계통이 전체의 $91\%$였다. 회백색 계통이 경장이 길고, 립중이 무거웠다. 중국 수집종은 암갈색이 $20\%$, 갈색이 $80\%$이었다. 경장과 절수, 분지수와 화방군수는 국내${\cdot}$중국 수집종 모두에서, 화방군 당 삭수와 화방군장은 국내 수집종에서, 1,000립중과 성숙기, 화방군수와 경장, 절수는 중국 수집종에서 상호간에 유의적인 정의 상관이었으며, 화방군 당 삭수와 1,000립중과는 국내 수집 종에서, 화방군장과 경장, 분지수, 절수, 화방군수와는 중국 수집종에서 유의한 부의 상관이었다.

푸른곰팡이 대치배양에 의한 꽃송이버섯 균사 생장 특성 및 계통간 교잡균주의 rDNA 분석 (Characteristic of mycelial growth of cauliflower mushroom (Sparassis latifolia) using replacement culture with Trichoderma and rDNA analysis in genealogy of crossbreeding strain)

  • 오득실;김현석;김영;위안진;윤병선;박화식;박형호;왕승진
    • 한국버섯학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.41-51
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    • 2014
  • ${\beta}$-glucan 함량이 높다고 알려진 꽃송이버섯의 농가재배 활성화를 위하여 푸른곰팡이 내성균주를 선발하고자 푸른곰팡이 대치배양에 의한 꽃송이버섯 균사생장 특성을 확인하였으며, 또한 생장이 우수한 신품종을 개발하고자 교잡육종 균주에 대한 유전 다양성을 분석하였다. 먼저 푸른곰팡이 대치배양에 의한 꽃송이버섯 균사의 생장 특성을 확인한 결과, 6951 (T. viride) 균주에서는 대치선을 형성한 후 별다른 변화를 보이지 않았고, 6952 (T. spp.) 균주에서는 대치선을 형성한 다음 보다 많은 포자를 형성하는 것이 관찰되었다. 그러나 6426 (T. harzianum) 균주에서는 꽃송이버섯 균사가 생장하고 있던 부분까지 모두 덮어버리는 것이 확인되었다. 그 중 특이하게도 구례에서 채집선발한 균주인 JF02-06 균주에서는 다른 균주에 비해 푸른곰팡이 포자가 형성되지 않는 것을 확인되어 다소 푸른곰팡이에 대한 저항성을 갖는 것으로 사료되었다. 전남 산림자원연구소에서 보유 중인 균주 중 생장 및 자실체 발생이 우수한 모균주를 선발하여 교잡을 실시하여 생장특성을 조사한 결과, 미송톱밥배지에서 JF02-47, 49, 50 균주의 균사생장량이 우수한 것으로 확인되었다. 이러한 교잡육종 균주의 유전 다양성을 분석하기 위하여 ITS1, 5.8S와 ITS4 영역에 대한 염기서열을 분석한 결과 Genebank에 등록된 다른 꽃송이버섯 균주와 높은 유의성을 갖는 것으로 확인되었다. 이러한 꽃송이버섯의 포자 및 균사를 현미경으로 관찰하여 생장 특성을 확인한 결과, 포자의 크기는 장경 $6{\mu}m$, 단경 $5{\mu}m$의 물방울 모양으로 확인되었고, 균사에서 3가지 형태의 꺽쇠가 관찰되었다. 균사의 폭은 $3{\mu}m$이며 꽃송이버섯 균사의 특징으로는 약 50% 정도 꺽쇠에서 균사가 뻗어나가는 특성을 갖고 있음이 확인되었다. 균사의 생장 속도는 $0.507{\mu}m/min$이며, 2차 균사는 $0.082{\mu}m/min$의 속도로 생장하다가 모균사와 평행을 이루는 시점에서는 모균사의 생장속도와 유사한 속도로 생장하였다. 꺽쇠발생은 약 5시간 동안 균사 내부 전해질의 이동이 관찰된 후 작은 꺽쇠를 형성하였다. 약 3시간 후 격막이 형성되기 시작하였으며, 그로부터 2시간 후 최종적으로 완성되었다. 이러한 특성을 갖는 꽃송이버섯의 푸른곰팡이 저항성을 확인하고, 교잡균주의 유전 다양성 및 균사의 생장 특성을 확인하여 꽃송이버섯에 대한 기초적인 이해를 높이고, 더 나아가 버섯산업 발전에 이바지하고자 한다.